汽輪機模塊化設計

摘 要：給定主蒸汽條件和凝汽器壓力的情況下，功率輸出直接與通過汽輪機的質量流量和體積流量有關。為了達到最佳的速度，從而降低機器的不同部分的損失，渦輪機的每一個元件都需要一系列不同尺寸的模塊。汽輪機產品線背后的模塊化概念直接聚焦于滿足上述客戶需求：不影響性能、可靠性要求的情況下，價格適中。

關鍵詞：渦輪；模塊；載荷

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.07.060

不同渦輪模塊之間的比例因子因渦輪效率而選擇。模塊化設計具有持續的高性能，為客戶帶來了更低的成本，提高效益.

1 渦輪模塊

渦輪機整個應用范圍從100-700兆瓦（60赫茲）覆蓋四個模塊大小（圖1）。所有模塊都基于相同的設計理念，以便應用類似的渦輪設計。

首先，新型渦輪機的發展成本大大減少，設計工作被最簡化，同時保持高度的可靠性。其次，對50 Hz和60 Hz的應用程序，將較長的提前期項目標準化，以減少交貨時間。例如，相同的套管圖案可用于50 Hz和60 Hz以及CCPP和SPP應用。由于模式的設計，所需的提取和重載任務可以通過不同的部分來增加。

2 子模塊

進一步將渦輪模塊劃分為不同尺寸的子模塊，可根據需要進行組合。這種方法對于電子渦輪機特別有利，因為ip的大小部分主要與主蒸汽流量有關，而LP部分的尺寸也強烈地取決于環境溫度。因此，模塊化概念由一個標準化的軸向分離器組成。在IP和LP外殼和焊接轉子模塊之間的平面上。顯示了渦輪的五個主要部件。

模塊化概念產生了最佳數量的必要組件，以涵蓋廣泛的應用程序，無論是CCPP和SPP。對于后者，有一套額外的套管部件可供使用蒸汽萃取。同樣，模塊化概念的主要好處是由于標準化的長交貨期項目降低了價格和交貨時間，同時性能也很高。

3 閥門

HP、IP和LP接納閥包括設置在彼此直角上并合并在一個外殼中的止回閥和控制閥。對于E和K型渦輪機中，閥門總成在渦輪機外殼底部設有法蘭連接。模塊化閥門概念包括一個連接到不同尺寸標準的渦輪外殼。因此，不同的閥門尺寸可以組裝成一個單一的渦輪機尺寸，和一個單一的閥門針對不同類型的渦輪。因此，可以始終采用相對于流速的最佳閥門配置來實現最大的元件效率。

4 載荷

汽輪機的布置都由三個軸承組成。所有三個支座都與渦輪殼分離，直接支撐在底座上。在渦輪斷面之間只有一個支座，以盡量減少地基變形對軸承和軸頸載荷的影響。全轉子軸向熱膨脹以組合軸頸和推力軸承為固定點。如有需要，軸承座可支持推力桿裝置，使lp-內套管能夠跟隨軸的熱膨脹軸轉。

5 HP/IP葉片

HP/IP葉片和LP段的初始階段設計為反應型階段，但反應程度不同。這些整體葉片的設計在裝配后形成一個彈性預應力葉片環，其特點是在工作期間具有良好的阻尼性能。這是一種證明的葉片結構，超過40年的經驗，現在融合了最新高效的三維翼型設計。在葉片路徑段內，采用了聯鎖迷宮密封。

由于汽輪機電站的整體效率與渦輪葉片的性能密切相關，因此有必要對汽輪機葉片進行單獨的設計，為了匹配期望的效率和性能水平在每個特定的應用程序，要考慮設計緊湊性。

因此，在過去的十年里，汽輪機葉片開發投入了大量的精力。一個高度標準化但靈活的葉片技術已經出現。這主要是基于最新一代高效的全三維葉片復合精益和可變階段反應。

然而，由于設計過程的質量和速度不僅取決于技術，而且還決定了總體性能和交貨時間要求是否滿足，整個設計在一個非常強大的設計系統中實現了自動化。設計自動化能夠在給定的時間內實現更多的設計周期，從而使設計過程更加高效，達到更好的效果。在較短時間內最佳。因此，從這一自動化顯著節省成本和時間的加速和強大的過程，是可以實現的。

與汽輪機的其他部件不同，HP/IP葉片標準化的主要目標是對產品本身進行“產品方式”的標準化。基礎是一個嚴格的模塊化概念。由標準和已證實的部件（例如翼型、根、槽、罩、提取、鎖定裝置）構成的葉片。一個單一的葉片的組成，對于每個元素，不同的應用程序存在不同的類型，每種類型在性能、力學方面都有其各自的優缺點。在模塊化概念中，所有這些不同的類型可以自由組合，為特定的設計邊界條件，如空氣動力學、力、材料和溫度提供最佳的葉片。因此，圓柱，扭曲或彎曲翼型可以與任何模塊組裝。詳細闡述HP/IP刀片的概念。

6 結論

本文概述了模塊化設計概念的不同方面，目的是準確地滿足市場需求。設計應用于單、雙流低壓渦輪雙殼結構的各個方面。不同的設計方面和功能，顯著節省成本和時間，實現了設計的自動化。

作者簡介：張健（1991-），男，滿族，遼寧撫順人，本科，學士，初級工程師，研究方向：壓力容器、換熱器。